微生物 （又称“unseen majority”）是生物圈中的重要生命形式。它们通过同化和异化过程驱动元素循环，使得地球表层上的元素得以重新分配和利用。因此，微生物被认为是驱动元素生物地球化学循环的引擎和塑造地球宜居性的重要动力。微生物通常通过建立复杂的互作关系（如竞争与合作）进行共存。除微生物直接介导碳循环过程之外，其种内和种间的互作模式及强度会改变群落结构组成并影响碳循环。为深入理解滨海湿地中这些微小生命形式及其复杂互作关系对其碳转化的影响，天津大学地球系统科学学院王宝利课题组对我国不同类型的沿海湿地进行了野外调查（图1），基于高通量测序以及基因芯片技术了解微生物互作模式、互作强度以及碳代谢潜能，同时结合碳稳定同位素（δ ¹³ C _{POC ，} δ ¹³ C _{DOC ，} δ ¹³ C _DIC ）技术，综合运用多种数理统计方法，揭示了微生物互作在滨海湿地有机 质 降解过程中扮演的角色 （图2） 。

结果发现，滨海湿地细菌主要由窄生态位的特异种构成，而古菌具有宽生态位的中性种和泛化种的分化；生态位的差异促使细菌与古菌共存。细菌偏好轻有机碳的降解（如淀粉、半纤维素），而古菌具有重有机碳（如纤维素、木质素和几丁质）降解的能力。种间竞争与合作共存，但以合作为主。细菌之间的合作促进较轻POC的降解；古菌首先作为初级分解者通过竞争性摄食介导较重POC的分解和DOC的释放，接着与细菌合作完成DOC的彻底降解（图3）。这一研究为地球系统模型融入微生物互作以预估气候变化提供了理论支撑。

目前该成果已在《Water Research》上发表，论文信息：Meiling Yang, Na Liu, Baoli Wang*, Yajun Li, Wanzhu Li, Xinjie Shi, Xinrui Yue, Cong-Qiang Liu. Stepwise degradation of organic matters driven by microbial interactions in China΄s coastal wetlands: Evidence from carbon isotope analysis. Water Research. DOI: 10.1016/j.watres.2023.121062.

图1 中国滨海湿地采样图

图2 有机碳转化及降解的影响因子。（a）理化参数、微生物互作、微生物结构组成对碳同位素组成差异影响的PLS-PM模型分析；（b）微生物互作对碳同位素组成的影响；（c）微生物互作与碳降解基因的相关性分析。

图3 微生物相互作用逐步降解滨海湿地有机质示意图